Desenvolvimento de compósitos de poliuretano derivado do áleo de mamona com aditivos condutores nanoestruturados de montmorilonita/polipirrol para utilização em blindagem eletromagnética

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vargas, Patricia Cristine
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168010
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.
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spelling Desenvolvimento de compósitos de poliuretano derivado do áleo de mamona com aditivos condutores nanoestruturados de montmorilonita/polipirrol para utilização em blindagem eletromagnéticaCiência dos materiaisPolipirrolPoliuretanasBlindagem (Eletricidade)Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.Nesta dissertação foram desenvolvidos compósitos de poliuretano derivado do óleo de mamona (PU) com aditivos condutores nanoestruturados de montmorilonita/polipirrol (MMt-PPy) visando à utilização em blindagem eletromagnética. Os aditivos condutores nanoestruturados foram preparados a partir da polimerização oxidativa in situ do pirrol na presença da montmorilonita (MMt) em uma solução aquosa contendo ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA) como surfactante. O aditivo condutor nanoestruturado foi incorporado na matriz de PU para a obtenção de compósitos de PU/MMt-PPy.DBSA. A fim de realizar um estudo comparativo, foram desenvolvidas blendas de PU contendo como aditivo condutor apenas o polipirrol dopado com DBSA (PPy.DBSA). A morfologia e as propriedades mecânicas, térmicas e elétricas dos compósitos foram avaliadas e comparadas com as blendas contendo apenas PPy.DBSA. Verificou-se que à medida que aumentou-se a concentração mássica do aditivo condutor nanoestruturado, houve um aumento significativo da tensão na ruptura (s), e do módulo de elasticidade (E) e tenacidade, indicando que o aditivo MMt-PPy.DBSA atuou como agente de reforço. Além disso, verificou-se que a condutividade elétrica apresentou um aumento de até 15 ordens de grandeza com relação ao PU puro, chegando a valores próximos ao do aditivo condutor nanoestruturado puro. Os compósitos também apresentaram atenuação da radiação eletromagnética, sendo que a magnitude da resposta foi influenciada pela fração mássica de MMt-PPy.DBSA e espessura das amostras, chegando-se a um valor máximo de -77 dB para compósitos com 25%m de MMt-PPy.DBSA e 8 mm de espessura. A partir deste estudo foi possível concluir que os compósitos apresentaram melhor dispersão e distribuição do aditivo na matriz de PU, melhores propriedades mecânicas, maiores valores de condutividade elétrica e maior eficiência de blindagem quando comparado às blendas. Este comportamento está relacionado à morfologia lamelar do aditivo condutor nanoestruturado, que apresenta maior razão de aspecto, possibilitando a formação de uma estrutura intercalada/parcialmente esfoliada, com grande interação entre aditivo e matriz. Desta forma, os compósitos de PU/MMt-PPy.DBSA desenvolvidos neste trabalho são materiais promissores para serem utilizados na blindagem eletromagnética.<br>Abstract: In this work it was developed polyurethane composites derived from castor oil (PU) with nanostructured conductive additives of montmorillonite/polypyrrole (MMt-PPy) with the purpose of using in electromagnetic shielding. The nanostructured conductive additives were prepared from the oxidative in situ polymerization of pyrrole in the presence of montmorillonite (MMt) in an aqueous solution containing dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) as surfactant. Different concentrations of the nanostructured conductive additives were incorporated into polyurethane matrix derived from castor oil (PU), for obtaining composites of PU/MMt-PPy.DBSA. In order to perform a comparative study, PU blends containing neat polypyrrole doped with DBSA (PPy.DBSA) as conductive additive were developed. The morphology and the mechanical, thermal and electrical properties of the composites were evaluated and compared with blends containing neat PPy.DBSA. It was found that when the mass concentration of the nanostructured conductive additive was increased, there was a significant increase in the tensile stress (s) and modulus of elasticity (E), indicating that the additive MMt-PPy.DBSA acted as a reinforcing agent. Furthermore, it was found that the electrical conductivity increased by up to 14 orders of magnitude, when compared to pure PU, reaching values close to the pure nanostructured conductive additive. The composites also showed attenuation of the electromagnetic radiation, and the magnitude of the response was influenced by the mass fraction of MMt-PPy.DBSA and thickness of the samples, reaching a maximum value of -77 dB for composites containing 25%m MMt-PPy.DBSA and 8 mm of thickness. From this study, it was concluded that the composites showed better distribution and dispersion of the additive in PU matrix, better mechanical properties, higher electrical conductivity values and higher shielding effectiveness when compared to blends. This behavior is related to the lamellar morphology of the nanostructured conductive additive, which has a higher aspect ratio, allowing the formation of an intercalated / partially exfoliated structure with a strong interaction between the additive and matrix. Thus, the composites PU/MMt-PPy.DBSA developed in this study are promising materials for electromagnetic shielding applications.Barra, Guilherme Mariz de OliveiraMerlini, ClaudiaUniversidade Federal de Santa CatarinaVargas, Patricia Cristine2016-09-20T04:44:19Z2016-09-20T04:44:19Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis131 p.| il., grafs., tabs.application/pdf340631https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168010porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-09-20T04:44:19Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/168010Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-09-20T04:44:19Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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